• 拆解報告:威源新能30W 1A1C氮化鎵快充充電器

    2021-09-18

    今年萬眾期待的iPhone 13新機終于在9月15號發布了,和玩梗的“十三香”不同,看了發布會的很多人都真的覺得今年的iPhone 13真的香。雖然新機的充電功率發布會上沒有提及,但從早前各種傳出的消息來看,25W左右還是概率很大的。

     

    為此近期東莞市威源新能技術有限公司推出了一款30W氮化鎵快充充電器滿足市場需求,產品配備1A1C接口,分別支持18W和30W快充,支持PD、PPS等快充協議,能夠很好兼容iPhone 13手機,輕松滿足其快充需求。下面充電頭網就對其進行詳細拆解,看看用料做工如何。

     

    一、威源新能30W充電器外觀

     

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    包裝盒頂面印有AMMOD威源新能品牌。

     

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    充電器外套塑料袋防塵,另外使用塑料托盤固定保護。

     

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    充電器采用PC材質白色外殼,背面基本啞光處理,頂面邊緣亮面倒角設計。

     

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    機身正面還印有AMMOD品牌,整體在白色襯托下顯得十分簡潔。

     

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    充電器采用固定式美規插腳。

     

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    輸入端外殼上印有充電器參數信息

    型號:GPT301-1A1C-ULS

    輸入:100-240V~ 50/60Hz 1A

    單口輸出:

    USB-C:5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A

    USB-A:5V3A、9V2A、12V1.5A

    雙口輸出:5V3A

    充電器已經通過了FCC認證和VI級能效認證。

     

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    實測充電器機身高度為42.54mm。

     

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    寬度為41.67mm。

     

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    厚度為29.31mm。

     

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    和蘋果30W充電器直觀對比,體積優勢明顯。

     

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    拿在手上的直觀感受。

     

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    充電器凈重約為50g。

     

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    使用ChargerLAB POWER-Z KT002測得USB-C口支持Apple 2.4A、Samsung 5V2A和DCP協議,以及QC2.0/3.0、AFC、FCP、PD3.0、PPS快充協議。

     

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    此外PDO報文顯示C口還具備5V3A、9V3A、12V2.5A、15V2A、20V1.5A五組固定電壓檔位,以及3.3-11V3A和3.3-16V2A兩組PPS電壓檔位。

     

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    使用KT002測得USB-A口支持QC2.0/3.0、AFC、FCP快充協議。

     

    二、威源新能30W充電器拆解

     

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    將輸入端外殼拆開,超聲波焊接封裝,插腳和金屬片接觸通電。

     

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    測得模塊長度為37.81mm。

     

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    寬度為33.8mm。

     

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    厚度為19.68mm。

     

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    輸入端金屬片后面焊有一塊PCB小板進行隔離絕緣。

     

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    另一側看去,充電器初級次級間設有塑料板進行絕緣隔離,USB-C母座焊接在小板上。

     

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    PCB板正面一覽,電感、電容、變壓器等打膠加固,中心處有一顆差模電感。

     

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    主板背面一覽,背面設有常見的整流橋、開關電源相關芯片等器件,不過主控芯片集成了初級開關管。

     

    通過觀察發現這款充電器采用QR開關電源寬范圍輸出,一顆協議芯片控制1A1C雙口輸出電壓架構。下面我們從輸入端開始了解各器件的信息。

     

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    輸入端一覽,金屬片后面是延時保險絲和隔離小板,左側NTC浪涌抑制電阻和共模電感打膠加固。

     

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    延時保險絲規格為2A 250V。

     

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    NTC浪涌抑制電阻,用于抑制上電浪涌電流。

     

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    共模電感特寫,雙線繞制,用于濾除EMI干擾。

     

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    WRABS20M整流橋來自沃爾德。

     

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    側面中間設有兩顆高壓濾波電解電容。

     

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    兩顆高壓濾波電解電容均為云睿品牌,其中一顆規格為400V 33μF。

     

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    另一顆規格為400V 15μF。

     

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    差模工字電感特寫,外套熱縮管保護。

     

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    另一側設有主控芯片供電電容和變壓器。

     

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    主控芯片供電電容特寫,規格為50V 10μF。

     

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    開關電源主控芯片采用南芯半導體的SC3056。南芯SC305X是一顆高頻準諧振反激轉換器,具有高能效和高可靠性。轉換器內置高壓啟動電路,可實現超低的待機功耗和超快的啟動速度。SC305X提供自適應的頻率折返用于實現全負載范圍內的高效率。在QR和DCM模式下,谷底開通以提高效率。無負載時,芯片以突發模式運行,降低待機功耗。

     

    SC305X內部集成650V耐壓的氮化鎵開關管,同時集成高壓啟動電路、軟啟動電路,以及用于超寬輸出范圍的分段式供電電路。在突發和故障模式下具有超低的工作電流,最高工作頻率為175KHz,支持抖頻改善EMI性能,支持谷底開通,輕載和空載模式以突發模式運行以降低功耗,提高效率。

     

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    芯片內置過熱保護,供電過壓保護、供電欠壓閉鎖、逐周期電流限制、兩級過流保護、輸出過電壓保護、輸出短路保護和過載保護,提供完善全面的保護功能。

     

    據充電頭網了解,南芯半導體的快充方案廣泛應用在充電器、無線充、車充、充電寶、儲能電源等各個方面,并被立訊精密65W 1A1C氮化鎵快充華為66W超級快充車充華為50W超級快充無線車充紫米20號200W PD快充移動電源小米20000mAh移動電源 50W超級閃充版三星10000mAh 25W PD快充移動電源公牛600W戶外移動電源安克PowerHouse II 400戶外電源數十款產品采用,品質獲得客戶高度認可

     

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    變壓器特寫,頂部噴碼有信息。

     

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    BPC-1009光耦,用于初級次級通信,反饋調節輸出電壓。

     

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    貼片Y電容來自四川特銳祥科技股份有限公司,具有體積小、重量輕等特色,非常適合應用于氮化鎵快充這類高密度電源產品中。

     

    特銳祥專注于被動元器件的研發、生產及銷售,注冊資本1億元。旗下有自主電容品牌兩類:SMD TRX及DIP TY電容器,TRX將致力于陶瓷材料的研究,以拓展更多品類的應用,為客戶提供更多的解決方案。

     

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    充電頭網了解到,特銳祥貼片Y電容除了被貝爾金安克QCY聲麗麥多多OPPO聯想努比亞倍思海陸通第一衛等品牌的數十款快充產品使用,此外還被伊戈爾40W LED驅動電源長虹42英寸智能網絡電視42P3F內置電源卓飛航45W氮化鎵超快墻充等產品使用,性能獲得客戶一致認可

     

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    輸出端一覽,左側是輸出濾波固態電容,中間USB-A母座焊接在主板上。

     

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    同步整流控制器采用南芯半導體SC3503,這是一顆自適應開通檢測和快速關斷同步整流控制器,無需輔助線圈供電,輸出電壓最低可低至0V,專利的自適應開通檢測電路避免同步整流管誤開通,兼容多種MOS,具有超低的靜態電流,支持多種工作模式,支持高側和低側同步整流,外圍元件非常精簡。采用SOT23封裝,適用于寬輸出范圍反激適配器應用。

     

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    南芯SC3503資料信息。

     

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    同步整流管特寫,絲印HS60T10Q,DFN5*6封裝。

     

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    輸出濾波固態電容特寫,規格為25V 680μF。

     

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    USB-C母座所在小板背面設有協議芯片以及輸出VBUS開關管。

     

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    協議芯片采用云矽半導體XPD740,用于控制1A1C接口輸出電壓。這款芯片已經通過了USB PD3.0認證,TID:3479。支持QC2.0/3.0/3.0+、AFC、FCP、SCP、HVSCP、PD2.0/3.0和PPS等快充協議。

     

    XPD740內部集成 10mΩ VBUS 通路功率開關管,并且集成10mΩ電流檢測電阻,支持USB-A和USB-C雙口工作模式,具備完善的保護功能,節省外圍元件數量,簡化電路,降低成本。采用TSSOP-16封裝。

     

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    云矽半導體XPD740資料信息。

     

    充電頭網拆解了解到,云矽半導體XPD系列快充協議芯片已被公牛貝爾金聯想諾基亞飛利浦傲基倍思品勝摩米士等多個品牌的數十款產品采用,抓住20W PD快充風口,富滿集團云矽半導體單月PD協議芯片銷量突破千萬顆

     

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    輸出VBUS開關管特寫,絲印30P03Q。

     

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    USB-C母座特寫,黑色膠芯不露銅,過孔焊接。

     

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    USB-A母座特寫,過孔焊接。

     

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    全部拆解完畢,來張全家福。

     

    充電頭網拆解總結

     

    威源新能這款30W氮化鎵快充充電器機身設計簡潔,可以滿足客戶差異化定制。機身輸入端平直切面設計配合固定插腳,日常使用十分穩定。另外充電器配備1A1C雙輸出口,支持豐富的快充協議,具備5-20V齊全電壓檔位以及兩組PPS電壓檔位,兼容性很好。既能滿足iPhone 13快充需求,也能給華為、小米等品牌手機使用。

     

    充電頭網通過拆解了解到,充電器輸入端以及初級次級間均作了充分的絕緣隔離設計,細節講究,大多數插件元件也都打膠加固。此外采用南芯半導體SC3056+SC3503開關電源方案,SC3056是一顆高集成氮化鎵合封芯片,效率、可靠性表現優秀,還能簡化電路降低成本,幫助充電器實現小型化。此外采用云矽半導體XPD740協議芯片控制雙口輸出電壓,整體方案扎實可靠。

     

    東莞市威源新能技術有限公司是一家專注于PD充電器為主,無線充和充電寶為輔的的工廠,公司規模17000平,員工人數350人,年產值4億人民幣。同時公司在光明區馬田社區云里智能園設立了氮化鎵PD充電器研發中心,配備有多名高級研發工程師,ID設計師(紅點獎獲得者),結構設計師,形成了研發、銷售和生產的為一體的高科技企業。業務模式主要為OEM自有產品貼牌銷售和ODM客戶定制服務。


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